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【生态文明关键词】之生态系统质量与稳定性

时间:2019-07-08 08:37:08     来源:生态环境部

【生态文明关键词】之生态系统质量与稳定性

 

关键词一:生态系统质量与稳定性


【生态文明关键词】之生态系统质量与稳定性

   2017年10月,党的十九大报告中指出,要实施重要生态系统保护和修复重大工程,优化生态安全屏障体系,构建生态廊道和生物多样性保护网络,提升生态系统质量和稳定性。该报告中指出的生态系统质量与稳定性的含义分别是什么呢?

   (1)生态系统质量。生态系统质量,指的是生态系统的健康状态,这种状态表现为生态系统自我维持与抗干扰能力的大小。健康的生态系统具有良好的结构即生产者、消费者与分解者,有较高的生产力,能够发挥生态系统的多种功能,如生物多样性维护、水土保持、食物供应、气候调节、水循环等。高质量的生态系统中没有废物,元素循环与能量流动均能够正常进行。一般地,评价生态系统质量需要一些人为选择的指标,这些指标反映生态系统的内涵及特征。对于所有生态系统类型,通用的生态系统质量评估指标一般包括:

   (①生物物种:即植物、动物、微生物的种类和数量,及空间分布格局等。物种是生态系统的核心成分,不同物种相互关联,有竞争也有合作,共同维护生态系统运作,即能量流动与元素循环。

   ②大气质量:包括大气背景值;降雨、降雪pH值、空气污染物浓度等。大气是生态系统的气体成分,可为光合作用与固氨作用提供原料,同时提供水、热等资源,大气清洁度与正常流动是生态系统健康的重要标志。全球气候变暖就是由于大气中的二氧化碳等温室气体浓度升高而引起的。

   ③土壤质量:土壤承载着植被;很多底栖物种在土壤中生存;生态系统中的元素地球化学循环也主要发生在土壤圈内。土壤类型,土壤元素背景值,土壤质量(肥力、水分、质地、厚度)等都是土壤质量的重要指标。

   ④水分质量:生态系统中的水分包括淡水与海水(构成海洋生态系统的主体)两大类,一般陆地生态系统中的水以地表水状况、地下水状况为主,淡水中分布鱼类、两栖类,鸟兽类的饮用水也来自生态系统。人类不合理的经济活动首先引起陆地水污染,质量严重下降,其次是造成海洋污染如赤潮、白色污染等。

   ⑤气候要素:年降水量;降水分布均匀度;灾害性天气日数;无霜期;蒸发量;常年风速等构成生态系统的气候因素,这些指标均与生态系统质量有关。

   ⑥环境质量:环境指标是针对人类利用生态系统资源而定义的,一般将绿色植被覆盖率、人均绿地面积、资源和环境保护程度、土地资源土地总面积;森林面积;草原面积;农出面积;可利用水域面积;可利用山地丘陵面积;可利用滩涂面积;可利用湿地面积;水资源总量、可利用水资源量等列为生态系统中的环境质量指标。除了上述自然生态系统质量,还有两大类生态系统质量出现了发展问题,必须引起高度重视。它们均以人工生态系统为主。农业生态系统质量:农业与城市生态系统与人类活动密切相关。近一个世纪以来,农业生态系统由于大量采用工业化办法,出现了严重的耕地质量下降;农业生物多样性下降或消失,突出表现在天敌和授粉昆虫减少;人类培育了上万年的作物或动物优良遗传基因丧失:大量农药、传肥:地膜使用造成耕地污染,直接导致人类食物链污染。当今中国经济社会和谐发展,必须充分专虑到农业生态系统质量。针对我国农田生态系统退化问题,中央指示要严格保护耕地,扩大轮作休耕试点,健全耕地草原森林河流湖泊休养生息制度。采取生态农业办法修复退化的农田生态系统,维持较高的生产力与健康安全的食物多样性,是农业生态系统质量研究的重要内容。

   城市生态系统质量:城市生态系统也属于人工生态系统,是在自然生态系统或农田基础上建立的人工生态系统。如果没有人为因素,它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较脆弱。增加物种数量和营养结构的复杂程度,可提高城市生态系统抵抗力与稳定性。当前,城市生态系统质量提升的重点在于增加城市生物多样性,减少硬化空间,发展海绵城市,加大城市代谢途径研究。城市垃圾尤其可降解生活垃圾转变有机肥,可为农业生态系统提供大量的有机肥,从源头减少矿山开采压力。城市发展好了,可以提升自然生态系统

   (2)生态系统稳定性。生态系统稳定性,指生态系统所具有的保持或恢复自身结构和恢复潜力,并促进农业生态系统质量提升。功能相对稳定的能力,主要通过反馈(feedback)调节来完成。生态系统反馈条件又分为正反馈(positive fedback)和负反馈(negative feedback)两种。负反馈对生态系统达到和保持平衡是必不可少的。正负反馈的相互作用和转化,保证了生态系统可以达到一定的稳态。譬如,如果草原上的食草动物因为迁入而增加,植物就会因为受到过度啃食而减少;而植物数量减少以后,反过来就会抑制动物的数量,从而保证了草原生态系统中的生产者和消费者之间的平衡。自然生态系统中正反馈的例子不多,但也客观存在着。例如,有一个湖泊受到了水生植物入侵,大量枯落物加速湖泊富营养化,增加的营养让陆地植物更容易生长,最终乔木物种进入,原来的湖泊变成了森林。不同生态系统的自我调节能力是不同的。一个生态系统的物种组成越复杂,结构越稳定,功能越健全,生产能力越高,它的自我调节能力也就越高。因为物种的减少往往使生态系统的生产效率下降,抵抗自然灾害、外来物种入侵和其他干扰的能力下降。而在物科多样性高的生态系统中,拥有着生态功能相似而对环境反应不同的物种,并以此来保障整个生态系统可以因环境变化而调整自身以维持各项功能的发挥。因此,物种丰富的热带雨林生态系统要比物种单一的农田生态系统的自我调节能力强。生态系统稳定性不仅与生态系统的结构、功能和进化特征有关,而且与外界干扰的强度和特征有关,因此稳定性是一个比较复杂的概念。目前,生态学界公认的生态系统稳定性是指生态系统保持正常动态的能力,主要包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。长期以来,人们认为抵抗力稳定性与恢复力稳定性是相关的,抵抗力稳定性高的生态系统,其恢复力稳定性低。

   但是,抵抗力稳定性与恢复力稳定性也存在相反的情况。例如,热带雨林大都具有很强的抵抗力稳定性,因为它们的物种组成十分丰富,结构比较复杂;在热带雨林受到一定通度的破坏后,恢复时间会十分漫长。相反,对于极地苦原(冻原),由于其物种组分单一、结构简单,它的抵抗力稳定性很低,在遭到过度放牧、火灾等干扰后,就会很快恢复。因此,直接将抵抗力稳定性与恢复力稳定性比较,可能这种分析本身就不合适。如果要对一个生态系统的两个方面进行说明,则必须强调它们所处的具体环境条件。一般情况下,环境条件好,生态系统恢复力和稳定性较高,反之亦然。